gis và viễn thám công cụ hỗ trợ quan trắc và quản lý môi trường

GIS VÀ VIỄNTHÁM
GIS

VÀ

VIỄN

THÁM

CÔNG C
Ụ
HỖ TR
Ợ

Ụ Ợ
QUAN TRẮC & QUẢN LÝ
MÔI TR
Ư
ỜNG
MÔI

TR
Ư
ỜNG

Nguyễn Mạnh Hùng
Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2
ÙÄ
GIƠ
Ù
I THIE

Ä
U
I. GIS VÀ VIỄN THÁM
CO
Â
GC O
Ã
ƠQ
É
CQ
ÛÙ
O
Â
ƯƠ
Ø
G
CO
N
G

C
Ụ H
O
TR
Ơ
Ï
Q
UAN TRA
C

Q
UAN LY M
O
I TR
ƯƠ
N
G

II. MÔI TRƯỜNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
VA
Ø
QUY HOACH PHA
Ù
TTRIE
Å
NNUO
Â
ITRO
À
NG THU
Û
YSA
Û
N
VA

QUY

HOA
Ï

CH

PHAT

TRIEN

NUOI

TRONG

THUY

SAN

QUAN TRẮC, QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG CẦN GÌ?
- Thu thập thông tin;
- Phân tích, xử lý thông tin;
-
Qua
û
nly
ù
lưu trư
õ
;
Quan

ly
,
lưu

trư;
- Trình bày kết quả;
- Cập nhật thông tin.
SỰ HỖ TR
CỦA GIS
VA
Ø
VIE
Ã
NTHA
Ù
M
VA

VIEN

THAM
ệNG DUẽNG CUA GIS VAỉ VIEN THAM

TRONG QUA

N LY
NHẬP DỮ LIỆU
Tạo và nhập từ các phần mềm khác
QUẢN TRỊ DỮ LIỆU
Sửa chữa, truy nhập, bảo toàn dữ liệu
ÂÍ
ÌØ
PHA

Â
N T
Í
CH,
XỬ LÝ
DỮ LIỆU
TR
Ì
NH BA
Ø
Y,
XUẤT
DỮ LIỆU
Tích hợp, xử lý, giải
quyết các yêu cầu đặt ra
Bản đồ, đồ thò, bảng biểu,
xuất theo các đònh dạng
khác
II. HE
Ä
THỐNG THÔNG TIN Đ
Ị
A LÝ
ÄỊ
Khái niệm vef Hệ thống Thông tin Đòa lý
Hệ thống thông tin đòa lý - GIS là một nhánh của công nghệ thông tin,
đươ
ï
chìnhthànhtừnhữn
g

năm 1960s của thế k
y
û trước. Mo
ä
t cách tổn
g
ï
g
y
ä
g
quan, GIS thường được đònh nghóa như là một hệ thống tích hợp của: (1)
Phần cứng của máy tính , với (2) Các phần mềm, và (3) Các dữ liệu không
gian. Trong hệ thống, sự tham gia của con người là rất quan trọng.
Trước đây, do đòi hỏi người sử dụng phải có những hiểu biết cơ bản về
â
hä
th â
ti
kh
h
đò
lù
â
GIS
đ
ù
d
ù
iùi

co
â
ng ng
h
e
ä
th
o
â
ng
ti
n,
kh
oa
h
ọc
đò
a
l
y
ù
,ne
â
n
GIS
đ
ược ư
ù
ng
d

ụng co
ù
g
i
ơ
ùi
hạn. Ngày nay, GIS đã trở thành một ngành công nghiệp thu lợi hàng tỷ
đô la mỗi năm với sự tham gia của hàng trăm ngàn người trên toàn thế
giơ
ù
i
Việc
chia
se
û
dư
õ
liệu
đa
õ
kích
thích
sư
pha
ù
t
trie
å
n
va

ø
nhu
ca
à
u
sư
û
dung
giơi
.
Việc
chia
se
dư
liệu
đa
kích
thích
sư
ï
phat
trien
va
nhu
cau
sư
du
ï
ng
GIS. Các nguồn dữ liệu đã được đa dạng hóa nhờ sự tích hợp của GIS với

Hệ thống Đònh vò Toàn cầu (GPS) và công nghệ viễn thám. Các thành
pha
à
n
cu
û
a
một
hệ
tho
á
ng
GIS
bao
go
à
m
:
phan
cua
một
hệ
thong
GIS
bao
gom
:
Một cách tổng quan, GIS thường được đònh nghóa như là một hệ thống tích
hơp cu
û

a:
hơ
ï
p

cua:

(1) Phần cứng của máy tính , với
(
2
)
Các
p
hần mềm, và
Trong hệ thống có sự tham gia của
con người để vận hành hệ thống, xử
ly
ù
,
pha
â
n
tích
va
ø
trình
ba
ø
y
ca

ù
c
tho
â
ng
() p
(3) Các dữ liệu không gian.
ly,
phan
tích
va
trình
bay
cac
thong
tin có liên quan đến một vò trí không
gian nào đó.


Ã
CÔNG NGHỆ VIE
Ã
N THÁM
Có rất nhiều đ
ò
nh n
g
hóa về viễn thám
(
Remot

e
Sensin
g
)
.TheoThomasM.
ò
g
(
g
)
Lillesand and Ralph W. Kiefer (1994), viễn thám là công cụ giúp người ta
thu thập các thông tin về các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, hoặc của một
vùn
g
lãnh thổ nhờ các thiết bò k
y
õ thuật mà khôn
g
cần
p
hải tiế
p
xúc với các
g
y
g
p
p
đối tượng, hiện tượng hoặc vùng lãnh thổ đó. Hiểu cách khác, kỹ thuật
viễn thám là kỹ thuật sử dụng các thiết bò cảm biến để thu nhận các bức

xạ điện từ được phản chiếu hoặc phát ra từ những đối tượng trên bề mặt
á
à
á
trái đa
á
t. Thông tin ve
à
các đo
á
i tượng sẽ được ghi nhận nhờ quá trình xử lý,
phân tích các bức xạ điện từ.
Phân tích không gian trong GIS
-Khi nói đến một hệ thống thông tin đòa lý
à
á
người ta luôn đe
à
cập đe
á
n khả năng phân tích
không gian.
-
Kha
û
na
ê
ng
pha
â

n
tích
kho
â
ng
gian
la
ø
đie
å
m
Kha
nang
phan
tích
khong
gian
la
điem
khác biệt quan trọng của hệ thống thông tin
đòa lý với các hệ thống cơ sở dữ liệu khác.
Nhờ chức năng phân tích không gian, người
å
û
á
ta có the
å
gia
û
i quye

á
t những công việc mà
trước khi có GIS phải mất rất nhiều thời gian
và công sức mới thực hiện được. Ví dụ như :
cho
à
ng
xe
á
p
ca
ù
c
lơ
ù
p
dư
õ
liệu
đe
å
gia
û
i
quye
á
t
ca
ù
c

chong
xep
cac
lơp
dư
liệu
đe
giai
quyet
cac
bài toán đặt ra như giải quyết các bài toán
giao thông - vận tải, mô hình khuyếch tán,
đánh giá khả năng thích nghi đất đai … trên
à
û
GIS tích hợp nhiều lớp dữ liệu không
gian
.
Nguo
à
n
:
ESRI
.
ne
à
ncơsơ
û
dữ liệu đòa lý.
Phân tích không gian là quá trình thực hiện một trong các loại thao tác như: truy vấn

toa
độ
đòa
ly
ù
truy
va
á
n
dư
õ
liệu
đặc
tính
(co
ø
n
đươc
goi
la
ø
truy
va
á
n
phi
kho
â
ng
gian)

hay
gian
.
Nguon
:
ESRI
.
to
ï
a
độ
đòa
ly
,
truy
van
dư
liệu
đặc
tính
(con
đươ
ï
c
go
ï
i
la
truy
van

phi
khong
gian)
hay
thao tác dữ liệu để xây dựng những tập dữ liệu mới từ dữ liệu ban đầu (chồng xếp
bản đồ, cắt theo vùng, trích lọc thông tin, ). Quá trình này thực hiện dựa trên hai
mối quan hệ :
(1) Mối quan hệ giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian
.
(2) Mối
q
ua
n
h
ệ
khôn
g
g
ia
n
g
iữ
a
cá
c
đố
i
tượn
g
đò

a
l
y
ù.
Phântíchkhônggianchophépchúngtanghiêncứu
được thế giới thực thông qua việc phát triển và ứng
dung
ca
ù
c
mo
â
hình
giu
ù
p
ta
nhìn
nhận
ca
ù
c
xu
hươ
ù
ng
du
ï
ng
cac

mo
hình
,
giup
ta
nhìn
nhận
cac
xu
hương
phát triển của dữ liệu đòa lý
Cơ sở dữ liệu GIS
Khái niệm cơ sở dữ liệu GIS
Trong một hệ cơ sở dữ liệu, dữ liệu là thành phần trung tâm, quan trọng nhất. Trong
hệ thống thông tin đòa lý cũng vậy, cơ sở dữ liệu GIS là thành phần trung tâm. Cơ sở
dữ lie
ä
uGIScủamo
ä
the
ä
thôn
g
tin đ
ò
al
y
ùbao
g
ồm các dữ lie

ä
ukhôn
g
g
ian và các dữ lie
ä
u
ä
ä
ä
g
ò
y
g
ä
g
g
ä
thuộc tính.
Dữ liệu không gian biểu diễn các đối tượng không gian dưới
da
ï
n
g
bề ma
ë
t
(
Surface
),

điểm
(
Point
),
đườn
g
(
Line
),
da
ï
n
g
vùn
g
ïg
ë
(),
(),
g
(),
ïg
g
(Polygon).
Dữ liệu thuộc tính là các dữ liệu phi không gian mô tả các thuộc tính của đối tượng
không gian bao gồm: thuộc tính không gian (tọa độ, chu vi, diện tích, mối quan hệ
không gian, vv…) và thuộc tính đặc tính (thuộc tính phân loại và các thông tin khác
liên quan đến đối tượng).
Dữ
li ä

th ä
-Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tí h
li
â
k
á
t
ơ
ù
i
h
h
h
ù
Dữ
li
e
ä
u
th
uo
ä
c
tính.
Nguồn:
ESRI
.
tí
n

h
li
en
k
e
t
v
ơi
n
h
au c
h
op
h
ep
chúng ta mô tả đối tượng không gian
một cách chi tiết, hoàn chỉnh theo
mu
ï
ctiêa
ë
tra
ï
ë
-Một ưu điểm nổi bật của hệ GIS là nó có thể cung cấp các công cụ mà nó được kết
nối thành một loạt các thao tác có ý nghóa nhằm mục đích phát triển các mô hình mới.
Ca
ù
c
mo

â
hình
na
ø
co
ù
the
å
kha
ù
m
pha
ù
ra
nhie
à
mo
á
i
qan
hệ
mơ
ù
i
chưa
đươc
a
ù
c
đònh

Cac
mo
hình
na
y
co
the
kham
pha
ra
nhie
u
moi
q
u
an
hệ
mơi
chưa
đươ
ï
c
x
ac
đònh
trước đó giữa các tập hợp dữ liệu, do vậy tăng được sự hiểu biết của chúng ta đối với
thế giới thực.
Ca
ù
c

ke
á
t
qua
û
pha
â
n
tích
kho
â
ng
gian
co
ù
the
å
đươc
the
å
hiện
tho
â
ng
qua
ca
ù
c
ba
û

n
đo
à
ca
ù
c
-
Cac
ket
qua
phan
tích
khong
gian
co
the
đươ
ï
c
the
hiện
thong
qua
cac
ban
đo
,
cac
báo cáo hoặc cả hai. Bản đồ là cách tốt nhất để hiển thò các quan hệ đòa lý, trong khi
báo cáo lại thích hợp cho công việc tổng kết các dữ liệu dạng bảng và đưa ra thông

tin về các
g
iá tr
ò
tính toán. Các bản đồ và các báo cáo cho
p
hé
p
ta dùn
g
chun
g
dữ
g
ò
pp
g
g
liệu đã có trong cơ sở dữ liệu của mình và cùng với những người khác.
-
Tiện
ích
pha
â
n
tích
kho
â
ng
gian

cu
û
a
GIS
đa
õ
đươc
Tiện
ích
phan
tích
khong
gian
cua
GIS
đa
đươ
ï
c
áp dụng trong nghiên cứu: Đánh giá biến động
hiện trạng nuôi trồng thủy sản của vùng đồng
bằng sông Cửu Long bằng cách chồng xếp các
û
à
û
û
à
û
cặp ba
û

nđo
à
cu
û
a từng thời kỳ từ hai ba
û
nđo
à
cu
û
a
năm đầu và năm cuối.
-Kết quả tạo nên bản đồ tích hợp thông tin hiện
à
û
û
û
trạng nuôi tro
à
ng thu
û
ysa
û
ncu
û
a một giai đọan
trên đó phân lập các đơn vò bản đồ. Trong bảng
thuộc tính của lớp bản đồ tổng hợp, mỗi đơn vò
ba
û

n
đo
à
chư
ù
a
ca
û
hai
tho
â
ng
tin
ve
à
hiện
trang
nuo
â
i
Ca
ù
c
lơ
ù
p
tho
â
ng
tin

se
õ
đươc
đo
á
i
ban
đo
chưa
ca
hai
thong
tin
ve
hiện
tra
ï
ng
nuoi
trồng thủy sản của các giai đọan.
Cac
lơp
thong
tin
se
đươ
ï
c
đoi
chiếu cho từng vò trí trên bản

đồ.
Một số ví dụ về phân tích không gian
Theo ca
ù
cmo
á
i quan hệ kho
â
ng gian.
Theo

cac

moi

quan

hệ

khong

gian.

Na
è
mtrong
-
Nam

trong

(Inside). Có thể ứng
dụng để xác đònh
ca
ù
cđie
å
m nuo
â
ito
â
m
cac

điem

nuoi

tom

bò nhiễm bệnh
trong những đơn vò
ha
ø
nh chính ca
à
n
hanh

chính

can

khảo sát.
Nằm trong (Inside)
-Tiếp giáp (Adjacent
Có thể ứng dụng để xác
đònh các ao nuôi tôm tiếp
g
iá
p
với ao nuôi tôm
gp
đang có tôm nhiễm
bệnh.
Trong khoảng (Within a
distance)
.
distance)
.
Có thể ứng dụng để xác
đ
ò
nh các đườn
g
cách các
ò
g
điểm bán tôm giống là 2
km.

Xác đònh vùng giới hạn (Proximity computation)
- Vùng đệm (Buffer zone): xác đònh một vùng xung quanh một đối
tượng trong một bán kính nhất đònh. Có thể ứng dụng để xác đònh các
vu
ø
ng bò o
â
nhie
ã
m doc theo ca
ù
ctuye
á
nkinh
vung

bò

o

nhiem

do
ï
c

theo

cac

tuyen

kinh
.
Xự
ủũ h
ứ
ủọ
-
X
a
ự
c
ủũ
n
h
vu
ứ
ng
ủ
e
ọ
m
300 m caựch soõng
khoõng ủửụùc boựn phaõn
ủe
ồ
tra
ự
nh

ga
õ
y
o
õ
nhie
ó
m
ủe
tranh
gay
o
nhiem
- Vùng lân cận (Thiessen polygon): xác đònh một vùng xung quanh các
đie
å
m
go
á
c
(đie
å
m
nghie
â
n
cư
ù
u)
sao

cho
khoa
û
ng
ca
ù
ch
giư
õ
a
ba
á
t
ky
ø
đie
å
m
na
ø
o
điem
goc
(điem
nghien
cưu)
sao
cho
khoang
cach

giưa
bat
ky
điem
nao
trong vùng đến điểm gốc cũng có giá trò nhỏ nhất. Xác đònh đòa bàn phục
vụ.
Xác đònh vò trí điểm gốc.
Xác đònh đòa bàn phục vụ.
Xác đ
ò
nh và tính toán vùn
g
lan tỏa
òg
N
g
uồn
p
hát tá
n
- Bề mặt lan tỏa
gp
-Nguồn phát tán: các điểm ô nhiễm không khí, ô nhiễm
à
ướ
dà
l
Cù
đi å

ø
hùt
tù
li â
t
ø
ù
th å
lø
th
nguo
à
nn
ướ
c,
d
a
à
u
l
oang, …
C
a
ù
c
đi
e
å
mna
ø

yp
h
a
ùt
t
a
ù
n
li
e
â
n
t
ục, va
ø
co
ù
th
e
å
l
a
ø
th
eo
mọi hướng
Xa
ù
c đònh hươ
ù

ng pha
ù
tta
ù
n
Xac

đònh

hương

phat

tan
Bề mặt đòa hình Hướng dòng chảy Tổng lượng dòng chảy
Ví dụ có thể được ứng dụng để xác đònh sự phát tán và mật độ ô nhiễm
H−íng dßng ch¶y trμn
®−
ỵ
cn
é
i suy tõ bỊ m
Ỉ
t
§iĨm « nhiƠm
Hươ
ù
ng do
ø
ng cha

û
y đươc nội suy tư
ø
Điểm ô nhiễm
®−
ỵ
c

n
é
i

suy

tõ

bỊ

m
Ỉ
t

®Þa h×nh
Dßng ph¸t t¸n chÊt «
nhiƠm
Hương

dong

chay

đươ
ï
c

nội

suy

tư

bề mặt đòa hình,
Dòng phát tán chất ô nhiễm
Xác đ
ò
nh dòn
g
chả
y
va
ä
t chất tron
g
mạn
g
òg gg
- Xác đònh dòng chảy theo hướng - Không theo hướng
GIS và Viễn thám
-Việc kết hợp công nghệ GIS với công nghệ khai thác tư liệu viễn thám như: ảnh vệ
tinh, ảnh máy bay đã cho phép mở rộng phạm vi khai thác, sử dụng thông tin. Với sự

trợ giúp của máy tính trong việc xây dựng bản đồ, giải đoán ảnh, GIS và Viễn thám
đõ
tû
th ø h
â
đé
l
h
iä
iûi
át
ù
á
đà
li â
đá
hh
đ
a
õ
t
rơ
û
th
a
ø
n
h
co
â

ng cụ
đ
a
é
c
l
ực c
h
ov
i
e
ä
cg
i
a
ûi
quye
át
ca
ù
cva
á
n
đ
e
à
li
e
â
n quan

đ
e
á
n quy
h
oạc
h
khai thác, phát triển, quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt trong việc
điều tra, xây dựng các bản đồ hiện trạng sản xuất, các bản đồ về biến động của các
đie
à
u
kiện
tư
nhie
â
n
…
.
đieu
kiện
tư
ï
nhien
…
.
Nông nghiệp Lâm nghiệp Môi trường Nông nghiệp Lâm nghiệp Môi trường
Sử dụng đất Quy hoạch đô thò Sử dụng đất Quy hoạch đô thò